3D打印技术在拇指再造中辅助重建骨与关节的应用

朱海成 张 立 肖水军

(东莞三局医院手足外科与整形美容科，广东 东莞 523000)

手指是人体最为灵活的器官，而手指残缺则是一件相对痛苦的事，不仅会影响患者生活质量，还会让患者产生自卑心理[1]。拇指由于能外展、对掌，与其余手指相比能精确、有力的完成把握、捏等动作，占手功能的40.0%。而拇指的缺损将会严重影响患者的手功能。因此，如何采取有效的措施实现拇指伤残后的重建、帮助其恢复拇指功能具有重要的意义[2]。常规方法以足趾移植再造拇指为主，虽然能改善患者症状，但是术后功能、感觉及外形恢复多取决于医生的临床经验，术中骨骼切取随意性较大，操作精度缺乏统一的标准、依据[3]。3D打印技术即快速成型技术，是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等粘合材料，通过逐层打印方法完成物体构建的技术[4]。研究表明[5-6]：将3D打印技术用于拇指再造辅助重建骨与关节中效果理想，有助于改善神经感觉功能重建，能进一步简化手术方案，但是该结论有待验证。因此，本研究以2016年1月-2018年5月入院治疗的拇指再造患者30例，探讨3D打印技术在拇指再造辅助重建骨与关节中的应用效果，报告如下。

临床资料

1 一般资料：选择2016年1月-2018年5月入院治疗的拇指再造患者30例，男17例，女13例，年龄15-64岁，平均(45.74±5.89)岁。拇指再造部位：右手拇指18例，左手拇指12例。受伤原因：机器挤压伤11例，重物压砸伤8例，旋转撕脱伤11例。纳入标准：(1)所有患者均符合拇指再造适应证；(2)均为III度拇指缺损，部分患者伴有虎口中度狭窄；(3)能遵循医嘱完成相关检查、治疗者。排除标准：(1)合并慢性阻塞性肺疾病、高血压、糖尿病等慢性疾病者；(2)符合拇指再造治疗适应证，但是治疗过程中伴有严重并发症而需要终止治疗者。(3)合并精神异常或伴有凝血功能异常者。本研究获得医院伦理委员会监督、批准下完成。

2 方法：(1)拇指再造重建及骨与关节模型制备。所有患者入院后立即采用64排螺旋CT完成双手、双足扫描，设定CT层厚为0.625mm，将获得的数据采用DICOM格式输入，刻录光盘。将获得的数据传入外科模拟器软件中，完成健侧三维图像的建立，然后使用镜像技术完成患侧缺损部位的虚拟形态修复。对比完毕后完成切割，获得拇指缺损部位骨关节三维形态图像，并且将数据与供区足趾三维形态图像进行对比、截取、组合，从而确定供区准确位置。利用3D打印技术打印出再造拇指、供足的聚乳酸(PLA)模型，根据模型在供足涉及以第1跖背动静脉作为蒂联合第2足趾骨关节完成拇指再造手术，见图1[7-8]。(2)手术操作过程。行全身麻醉，待麻醉生效后进行常规消毒、铺巾。根据手术前设计的方案在足背侧作弧形切口，充分暴露第1跖背动脉，进一步确定踇趾腓侧、第2足趾胫侧趾动脉，保证其解剖结构正常。结合手术前设计的踇甲皮瓣，配合术前3D打印的供区足趾三维形态图像完成第2足趾趾关节与踇趾甲下趾骨截骨，充分游离踇甲皮瓣、第2足趾关节，保证移植体血液循环正常，完成血管蒂切断。通过“瓦合”方式完成第2足趾关节、踇甲皮瓣组合，从而形成新的拇指，并利用克氏针进行临时固定[9]。透视X线下确定骨折对合及内固定是否良好，待满意后缝合指屈、伸肌腱，并完成足背侧神经、大隐神经与桡动脉腕背支、桡神经浅支进行吻合修复，完成受区新拇指再造。将髂骨瓣、旋髂动脉皮瓣完成足部供区重建，并将其放置在第2足趾部位利用克氏针进行固定。最后将皮瓣血管与第1跖背动脉、大隐静脉完成吻合[10]。见图2。(3)所有患者手术后均给予抗凝血、积极采取有效的措施预防感染、消肿、肢体制动等措施处理、干预。动态监测患者再造收治、游离皮瓣血供情况，术后2周拆线，术后3周正确指导患者拇指锻炼[11]。

图1 拇指再造重建及骨与关节模型制备

图注：①-④图均为拇指再造重建及骨与关节模型制备过程。

图2 手术操作过程

图注：⑤图为切口设计；⑥图为术前患手部位基本外观；⑦-⑨图为手术操作过程；图为术后随访患手示意图。

4 结果：30例患者均顺利完成手术治疗，术后对患者均完成24个月随访，再造拇指功能恢复良好，具有满意的拇指外观，1例患者供区皮缘发生部分坏死，但是经过换药后恢复良好。同时，30例患者术后均未见严重并发症，经积极有效的处理干预后均得到恢复。

讨 论

近年来，3D打印技术在拇指再造中得到应用，且效果理想。本研究中，30例患者均顺利完成手术治疗，术后对患者均完成24个月随访，再造拇指功能恢复良好，具有满意的拇指外观，1例患者供区皮缘发生部分坏死，但是经过换药后恢复良好。同时，30例患者术后均未见严重并发症。由此看出：将3D打印技术用于拇指再造中能获得良好的修复效果，利于患者恢复。3D打印技术是拇指再造中常用的修复方法，能实现再造拇指骨与关节手术的精确化，术前通过外科手术模拟器技术，利用健侧拇指骨骼数据恢复患侧所需再造拇指骨关节的三维模型，并且以第2足趾骨骼为基础，通过骨质增减打印出与再造拇指模型一致的新拇指骨关节，进一步确定各骨段长度及骨段间角度。此外，手术过程中通过3D打印技术能模拟出手术过程中所需的数据，使得操作更加顺畅，再造出拇指关节的位置、髓线和监测拇指，使得再造后的拇指更加逼真，有助于降低术后并发症发生率，促进患者早期恢复[12]。

综上所述，将3D打印技术用于拇指再造中辅助重建骨与关节效果理想，有助于改善神经感觉功能重建，简化手术方案，获得良好的外观，值得推广应用。